唐宣宗勤于政事，孜孜求治。先是用极短的时间将武宗时重臣李德裕清除出庙堂，远调荆南节度使，这样的雷霆手段甚至使李德裕的政敌牛僧孺都感到措手不及，之后大加起用重视科举出身的牛党成员(宣宗本人极其重视科举)，不但一举消灭了为患帝国长达半个世纪的“牛李党争”。武宗时曾经在全国范围内大举灭佛，在宣宗朝也得到了适当的恢复。他以牺牲政府夺取寺院经济之利，争取信仰佛教的朝臣以及广大民众的支持，从而建立他的政治基础。厚实的政治基础，使他得以用自己的意志，来刷新政治。
唐宣宗即位后，决定宰相的人选，首先想到的是白居易，但下诏时，白居易已去世八个月了。于是，唐宣宗写下《吊白居易》，深表怀念之情。唐宣宗是爱才的，爱的就是白居易这样的杰出人才。白居易不仅有文才，而且有从政之才。他在野时撰写诗文，才华出众;从政时颇有业绩，光彩照人。
为政方面，唐宣宗努力仿效唐太宗，以“至乱未尝不任不肖，至治未尝不任忠贤”为座右铭。朝政之余，唐宣宗非常喜欢读《贞观政要》。他将《贞观政要》书于屏风之上，每每正色拱手拜读。他重新整顿吏治，并且限制皇亲和宦官。他把死于甘露之变中的除郑李之外的百官全部昭雪，也曾经想根除宦官，但鉴于甘露之变的前车之鉴，未能有所行动。宣宗勤俭治国、体贴百姓、减少赋税，注重人才选拔，阶级矛盾有所缓和，百姓日渐富裕，使十分腐败的唐朝呈现出“中兴”的小康局面，史称大中之治。
鉴于前朝晋升高官太滥的弊端，唐宣宗对高官的人数予以严格控制。官员各以品级授服色，自唐高宗上元以后规定，三品以上服紫，四品服深啡，五品服浅啡，六品服深绿，七品服浅绿，八品服绿，九品服探青，流外官及庶人服黄。时以紫、啡为高官，所谓的赐紫赐纬即为升高官。唐宣宗极为珍惜紫、啡，侍从官常备紫、啡二色服相随，然有时半年未赏出一件。他授官爵的原则是，不到规定时间的不授，没有政绩的不授，换言之，也就是不以个人好感相授，不以亲近相授。
他曾胃口不佳，苦干饮食。医人梁新为他治了数日，有了明显的好转。梁新以功求宫，然被一口拒绝，仅赏赐了钱财。他授官不仅依据有关机构的报告，且注重自己的调查。他外出打猎，听径阳樵夫说当地县令李行言不畏军人威胁，将数名强盗绳之以法，回宫后即授以紫服。他又听酸泉父老说其县令李君爽有惠政，亲手签了任命书，授为怀州刺史。
相反，对那些鱼肉百姓、作威作福的官员，不论职位高低，一经发现，必予以制裁。有个奉旨出外办事的使者，途经砍石(今河南三门峡东南)，投宿驿站，见所食之饼黑，竟鞭打释吏出血。陕貌观察使高少逸，将此饼进呈唐宣宗。待使者回朝，唐宣宗斥责道：“砍石为深山所围，此饼岂是容易得来！”遂将这使者发配到恭陵(唐高宗、武则天长子李弘之陵)去守陵。淮南大饥，民众大批流亡，带宰相衔的节度使杜棕却不理政事，荒于游宴。考虑杜棕有较高的德望，唐宣宗将他调为虚职，换人替代其职。
唐宣宗对亲属也不姑息。其舅郑光为节度使，唐宣宗与郑光讨论为政之道;郑光应对鄙浅，宣宗不悦，郑光终不复任民官。
唐宣宗最重视的是地方最高长官刺史，他认为整个帝国由各个地方所拼而成，这些父母官的政绩，直接关系到民心向背。他规定刺史人选被确定后，不准直接去上任，必须到京师来接受他的当面考察，以定可否。他对此的解释是：“朕以刺史多不得其人，而为害百姓，故要一一面见，询问其如何施政，以此了解其优劣，再确定是否可以任命。”
对外关系上，唐宣宗还趁吐蕃、回纥衰微，派兵收复了湟河之地，平定了吐蕃，“收三州七关，平江岭以南”，打通了丝绸之路。这是安史之乱后，唐对吐蕃的唯一一次军事上的胜利。
此后，孤悬于外的沙州(今敦煌)军民，在张义潮的带领下，驱逐了吐蕃守军，收复了沙州。他在被唐宣宗任命为沙州防御使后，又收复了瓜(今甘肃安西)、伊(新疆哈密)、西(新疆吐鲁番)等十州。由此，唐朝重新取得了对河西走廊的控制权，在沙州设置归义军，张议潮升为节度使。
唐宣宗兴奋地说：“宪宗常有志收复河、迫地区，然忙于中原用兵，事遂未成。朕竟其遗志，足以告慰父皇在天之灵！”
